(57)【要約】  本発明は、人間被験者をサポートする及び／又は部分的に覆う繊維製品及びその使用に関する。繊維製品１０、３１、４３は、近赤外ＮＩＲ吸収色素を含む繊維から作成される又は当該繊維を有する。これは、皮膚検出を実行し、及び／又は人間被験者のバイタルサインを検出／モニタリングしている間に人間被験者をサポートする及び／又は部分的に覆う。ＮＩＲ波長範囲における前記繊維製品と皮膚との間の増大されたコントラストが、達成される。
2019519260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間被験者の皮膚検出に対するシステムにおいて、
前記人間被験者の少なくとも一部を含むシーンから近赤外ＮＩＲ光を検出する検出ユニットと、
前記シーンの１以上の関心領域から検出された光の強度及び／又は色に基づいてそれぞれの関心領域を生物の皮膚領域として又は非皮膚領域として分類する分類器と、
人間被験者をサポートする及び／又は部分的に覆う繊維製品であって、近赤外ＮＩＲ吸収色素を含む繊維から作成される又は当該繊維を有する当該繊維製品と、
を有するシステム。
【請求項２】
前記ＮＩＲ吸収色素及び／又は前記繊維が、人間の皮膚のＮＩＲ放射線の吸収スペクトルとは大幅に異なるＮＩＲ放射線の吸収スペクトルを持つ、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ＮＩＲ吸収色素及び／又は前記繊維が、人間の皮膚のＮＩＲ吸収より高いＮＩＲ放射線の吸収、特に少なくとも５０％の吸収、特に少なくとも７５％の吸収又は少なくとも９０％の吸収を持ち、又は人間の皮膚のＮＩＲ吸収より低いＮＩＲ放射線の吸収、特に３５％より低い又は１０％より低い吸収を持つ、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ＮＩＲ吸収色素及び／又は前記繊維が、６５０−１１００ｎｍ、特に６２０−１２００ｎｍの波長範囲内の波長又は波長間隔において前記ＮＩＲ吸収を持つ、
請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記繊維が、人間の皮膚のＮＩＲ放射線の反射スペクトルとは大幅に異なるＮＩＲ放射線の反射スペクトルを持つ、
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記繊維が、人間の皮膚の反射より低い、特に５０％より低い、特に２５％より低い又は１０％より低いＮＩＲ放射線の反射を持ち、又は人間の皮膚の反射より高い、特に６５％より高い又は８０％より高いＮＩＲ放射線の反射を持つ、
請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記繊維が、６５０−１１００ｎｍ、特に６２０−１２００ｎｍの波長範囲内の波長又は波長間隔において前記反射を持つ、
請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記繊維が、ＮＩＲ吸収色素を含む染料で処理される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記繊維が、ＮＩＲ吸収色素を含む又は当該色素で処理されたファイバから作成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ＮＩＲ吸収色素が、パターン化されて、特にドットパターン、ラインパターン、グリッドパターン又はストライプパターンで、前記繊維に含まれる、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記繊維製品が、寝具、シーツ、枕カバー、ブランケット、衣類、パジャマ及び／又は下着の少なくとも一部である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
マットレス及び/又は寝具を有する保育器において、前記マットレス及び/又は前記寝具が、近赤外ＮＩＲ吸収色素を含む繊維から作成される又は当該繊維を有する繊維製品から作成される及び／又は少なくとも部分的に覆われる、保育器。
【請求項１３】
人間被験者の皮膚検出に対する方法において、前記方法が、
前記人間被験者の少なくとも一部を含むシーンから近赤外ＮＩＲ光を検出するステップと、
前記シーンの１以上の関心領域から検出された光の強度及び／又は色に基づいてそれぞれの関心領域を生物の皮膚領域として又は非皮膚領域として分類するステップと、
を有し、
前記人間被験者が、人間被験者をサポートする及び／又は部分的に覆う繊維製品によりサポートされ及び／又は部分的に覆われ、前記繊維製品が、近赤外ＮＩＲ吸収色素を含む繊維から作成される又は当該繊維を有する、
方法。
【請求項１４】
請求項１に記載のシステム又は請求項１３に記載の方法により人間被験者の皮膚検出を実行している間に人間被験者をサポートする及び／又は部分的に覆う繊維製品の使用であって、前記繊維製品が、近赤外ＮＩＲ吸収色素を含む繊維から作成される又は当該繊維を有する、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維製品を使用する人間被験者の皮膚検出に対するシステム及び方法に関する。更に、本発明は、繊維製品の使用及び保育器に関する。
【背景技術】
【０００２】
健康モニタリングは、伝統的に病院、特にＩＣＵに存在し、ＥＥＧ、ＥＣＧ、脈拍、呼吸数、血液酸素化レベル、血圧等のようなバイタルサインのモニタリングを含む。また、睡眠検査室は、他のバイタルサインのいくつかに加えて、アクティグラフィ及び筋電図検査を使用して眠っている被験者に関する情報を取得する。これらの応用分野は、しばしば、患者の身体に取り付けられる複数のセンサを含み、これらの一部は無線であってもよく、他のものは有線であってもよく、不快感及び起こりうる皮膚損傷を引き起こすことに加えて、移動する自由度又は患者の睡眠の品質を制限する。
【０００３】
ビデオ健康モニタリングは、近年、例えば熱傷による広範囲の皮膚損傷を持つ患者及び（早産）新生児に対して現在の技術により引き起こされる負担を減少させたいという強力な願いによって全く動かされない、増加する上記の健康インジケータに対する有望な目立たない代案として現れている。
【０００４】
明らかに、ビデオ健康モニタリングは、目立たない特性により、現在の技術により実際の損傷が生じない場合でさえも、患者快適性を増加させる。しかしながら、より単純な得られた方法が、ラップトップ、タブレット及び携帯電話のような消費者プラットフォーム又はジムにおけるエクササイズに対して使用される機器の中の埋め込まれたプラットフォーム上で実行されうるので、新しい応用分野も、消費者領域に現れている。
【０００５】
ビデオ健康モニタリングは、特に化粧品工業（例えば保湿剤アドバイス）及び皮膚科学（例えばメラノーマ検出）に関連して、人間の皮膚を分析する際の使用に対しても現れている。様々な病気が、周期的脚運動、せん妄のような、ビデオシーケンス内の運動から診断されてもよく、ビデオ分析は、乳幼児突然死を防ぐ乳児モニタに関連して身体姿勢に関する情報を明らかにしうる。患者の健康状態を抽出するために分析されることができるこのような運動は、また、バイタルサインとして理解される。
【０００６】
結果的に、美容製品、ジム、乳児モニタリングを含む消費者家庭ヘルスケア、睡眠センタ、一般病棟、集中治療室から、高度に特別化された新生児集中治療室及び熱傷センタまで及ぶビデオ健康モニタリングに対する非常に幅広い応用領域が存在する。
【０００７】
有望な新分野であるが、多くの試練が、克服されなければならない。例えば遠隔フォトプレチスモグラフィ（ｒＰＰＧ）を使用する、バイタルサインのカメラベースのモニタリングにおいて、信頼できる測定に対して重要なのは、モニタリングされる被験者の皮膚領域の正しい検出である。
【０００８】
ＮＩＲ吸収特性を有する繊維製品は、例えばＵＳ２０１２／２８６１７７Ａ１、ＵＳ２０１１／１６７５７２Ａ１及びＵＳ２００８／１０２７２４Ａ１に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、皮膚の検出、特に皮膚と様々な繊維製品及び背景のような皮膚領域に隣接した他の要素との区別を改善する解決法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様において、人間被験者をサポートする及び/又は部分的に覆うように構成された繊維製品が、提示され、前記繊維製品は、近赤外ＮＩＲ吸収色素を含む繊維を有する又は当該繊維から作成される。
【００１１】
本発明の他の態様において、保育器が提示され、前記保育器は、マットレス及び／又は寝具を有し、前記マットレス及び／又は前記寝具は、ここに開示される繊維製品で少なくとも部分的に覆われる及び／又は当該繊維製品から作成される。
【００１２】
本発明の第１の態様において、人間被験者の皮膚検出に対するシステム及び対応する方法が提示され、前記システムは、
‐前記人間被験者の少なくとも一部を含むシーンから近赤外光、ＮＩＲ光を検出する検出ユニットと、
‐前記シーンの１以上の関心領域から検出された光の強度及び／又は色に基づいてそれぞれの関心領域を生物の皮膚領域として又は非皮膚領域として分類する分類器と、
‐前記人間被験者をサポートする及び／又は部分的に覆う繊維製品であって、近赤外、ＮＩＲ吸収色素を含む繊維から作成される又は当該繊維を有する、当該繊維製品と、
を有する。本発明の他の態様において、保育器が提示され、前記保育器は、マットレス及び／又は寝具を有し、前記マットレス及び／又は前記寝具は、近赤外ＮＩＲ吸収色素を含む繊維から作成される又は当該繊維を有する繊維製品で少なくとも部分的に覆われる及び／又は当該繊維製品から作成される。
【００１３】
本発明の他の態様において、ここに開示される繊維製品の使用が提示され、前記繊維製品は、ここに開示されるシステム又は方法により人間被験者の皮膚検出を実行している間に、人間被験者をサポートする及び／又は部分的に覆うように構成され、前記繊維製品は、近赤外ＮＩＲ吸収色素を含む繊維から作成される又は当該繊維を有する。
【００１４】
本発明の好適な実施例は、従属請求項において規定される。請求された方法、システム、保育器及び使用が、特に従属請求項において規定され、ここに開示される、請求されたシステムと同様の及び／又は同一の好適な実施例を持つと理解されるべきである。
【００１５】
本発明は、例えば（開示されたシステムの検出ユニットとして）カメラにより検知される場合、皮膚と他の要素との間の区別が、一日の大部分に対して低い照明条件（約１ルクス）にいなければならない新生児の監視及び睡眠中の使用に対して典型的なままで、近赤外（ＮＩＲ）範囲の放射線が使用及び評価される場合に特に難しい。この困難は、ＮＩＲ範囲における皮膚及び他の材料の比較的平坦な反射スペクトルから生じ、これは、スペクトルシグネチャに基づいて区別することを難しくする。この問題を解決するために、特に検出されるべきである前記被験者の皮膚に近い領域において、提案された繊維製品を使用することが、提案される。このようにして、前記繊維製品と（例えばバイタルサインが検出されるべきである）前記被験者の皮膚との間の増大されたコントラスト（好ましくは最大コントラスト）が、前記ＮＩＲ範囲において達成される。皮膚と、周囲、例えばカメラビュー内の（主な）他の要素との間の高いコントラストは、低（処理）コストで容易な皮膚検出を促進する。
【００１６】
本発明は、皮膚検出に対するシステム及び方法において、特にカメラベースのバイタルサインモニタリングに対するシステム及び方法において、例えばＮＩＣＵ及び高度に制御された環境を伴う病院、高齢者向け住宅等のような他の医療ケア環境において、有利に使用されることができる。更に、ＮＩＣＵにおける新生児のモニタリングを改善するために、前記繊維製品は、幼児の皮膚との最大のコントラストを得るように、前記保育器において、例えば寝具、シーツ、枕カバー、ブランケット、衣服等に対して使用されてもよい。
【００１７】
一実施例によると、前記ＮＩＲ吸収色素及び／又は前記繊維は、人間の皮膚のＮＩＲ放射線の吸収スペクトルとは大幅に異なるＮＩＲ放射線の吸収スペクトルを持つ。したがって、少なくとも前記色素は、前記ＮＩＲ範囲において人間の皮膚から差別化する吸収スペクトルを示す。皮膚は、ＮＩＲにおいてかなり平坦な吸収スペクトルを持つので、前記吸収スペクトルは、例えば前記ＮＩＲ範囲内のどこかに吸収低下又はくぼみを持ってもよく、又は例えば皮膚の吸収スペクトルと比較して傾けられてもよい（皮膚は、典型的には、より長い波長に対してわずかに増大する反射を持ち、前記色素が、明らかに減少する反射を持つ場合、これらは、皮膚から区別されることができる）。
【００１８】
他の実施例において、前記ＮＩＲ吸収色素及び／又は前記繊維は、人間の皮膚のＮＩＲ吸収より高いＮＩＲ放射線の吸収（時々、吸収率とも称される）、特に少なくとも５０％、少なくとも７５％又は少なくとも９０％の吸収を持つか、又は人間の皮膚のＮＩＲ吸収より低いＮＩＲ放射線の吸収、特に３５％より低い又は１０％より低い吸収を持つ。これは、明らかに、皮膚から前記繊維製品を区別することを可能にする。
【００１９】
有利には、前記ＮＩＲ吸収色素及び／又は前記繊維は、６５０−１１００ｎｍ、特に６２０−１２００ｎｍの波長範囲内の波長又は波長間隔においてＮＩＲ吸収を持つ。この波長範囲は、当技術分野において一般的に既知であり、多くの文献、例えばM. van Gastel, S. Stuijk and G. de Haan, "Motion robust remote-PPG in infrared", IEEE, Tr. On Biomedical Engineering, Vol. 62, No. 5, 2015, pp. 1425-1433に記載されるように、例えば遠隔ＰＰＧの使用によるバイタルサイン検出に対して関心のあるものである。
【００２０】
他の実施例において、前記繊維は、人間の皮膚のＮＩＲ放射線の反射スペクトルとは大幅に異なるＮＩＲ放射線の反射スペクトルを持つ。前記繊維製品は、特に６５０−１１００ｎｍ、特に６２０−１２００ｎｍの波長範囲内の波長又は波長間隔において、特に人間の皮膚の反射より低い、特に５０％より低い、２５％より低い又は１０％より低いＮＩＲ放射線の反射（時々、反射率とも称される）、又は人間の皮膚の反射より高い、特に６５％より高い又は８０％より高いＮＩＲ放射線の反射を持ちうる。これも、皮膚から前記繊維製品を明確に区別することを可能にする。
【００２１】
実際的な実施において、前記繊維は、ＮＩＲ吸収色素を含む染料で処理されてもよい。例えば、前記ＮＩＲ範囲において比較的高い吸収を持つ色素を含む染料が、使用されてもよく、又は人間の皮膚とは大幅に異なる特定の疑似色を持つが、必ずしも完全なＮＩＲ範囲において非常に大きく吸収するわけではない染料が、使用されてもよい。皮膚は、この場合、強度ではなく（前記ＮＩＲ範囲内の）「色」から検出されることができ、この目的に対して、少なくとも２つの波長チャネルを持つ検出ユニット（例えば少なくとも２つの光検出器素子を持つ光検出器又はカメラのような撮像ユニット）が、例えばｒＰＰＧを使用するバイタルサイン検出及びモニタリングに対して使用されたように、使用される。
【００２２】
他の実施例において、前記繊維は、ＮＩＲ吸収色素を含む又は当該色素で処理されたファイバから作成されてもよい。したがって、前記繊維（又は布）の生の材料は、適宜に事前処理又は製造されてもよく、又は所望の特性をもともと持っているファイバが、使用される。
【００２３】
皮膚と他の要素との間のコントラストが、更に向上されるべきである場合、前記ＮＩＲ吸収色素が前記繊維上に加えられる（特定のパターンの）空間的コントラストは、皮膚とのコントラストを提供するのを更に助けるのに使用されてもよい。したがって、前記繊維製品の他の実施例において、前記ＮＩＲ吸収色素は、例えば色素（又は色素を持つ染料）−色素なし−色素、多い色素−少ない色素−多い色素、タイプ１色素−タイプ２色素−タイプ１色素のようなパターンを含む、パターン化されて、特にドットパターン、ラインパターン、グリッドパターン又はストライプパターンで、前記繊維に含まれる。
【００２４】
実際的な使用に対して、例えば保育器、患者モニタリングに対する病室、ケアステーション又は家庭において、前記繊維製品は、寝具、シーツ、枕カバー、ブランケット、衣類、パジャマ及び／又は下着の少なくとも一部であってもよい。
【００２５】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例を参照して説明され、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】本発明による繊維製品の使用を示す図を示す。
【図１Ｂ】本発明による繊維製品の使用を示す図を示す。
【図２】本発明による保育器の一実施例を示す。
【図３】本発明によるシステムの一実施例の概略図を示す。
【図４Ａ】本発明による繊維製品の異なる実施例において使用されるＮＩＲ色素の様々なパターンの図を示す。
【図４Ｂ】本発明による繊維製品の異なる実施例において使用されるＮＩＲ色素の様々なパターンの図を示す。
【図４Ｃ】本発明による繊維製品の異なる実施例において使用されるＮＩＲ色素の様々なパターンの図を示す。
【図４Ｄ】本発明による繊維製品の異なる実施例において使用されるＮＩＲ色素の様々なパターンの図を示す。
【図４Ｅ】本発明による繊維製品の異なる実施例において使用されるＮＩＲ色素の様々なパターンの図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、本発明による繊維製品の使用を示す図を示す。前記実施例において、繊維製品１０（本例においてはブランケット）が作られる繊維は、全体的な反射又は繊維製品１０のＮＩＲ範囲内の特定の波長における反射が、おおよそ同じＮＩＲ光レベルで照射される場合に被験者の人間の皮膚１１のものより大幅に低くなるように、ＮＩＲ吸収色素で処理される。構造の明らかな明るさに基づいて繊維から皮膚を区別するアルゴリズムが、したがって、採用されてもよい。
【００２８】
ＮＩＲチャネルが説明目的でのみ通常の灰色チャネルにより表される、図１に示されるように、全体的なブランケットが、ＮＩＲ吸収色素で「より暗く」され、結果として皮膚より大幅に暗いトーンを生じる。図１Ａに示される状況において、従来のブランケット２０が使用され、ブランケット２０の少なくともいくつかの部分が皮膚と同様の色を持つので、皮膚１１との弱いコントラストを示す。図１Ｂに示される状況において、本発明によるブランケット１０が使用され、皮膚１１との強力なコントラストを示す。
【００２９】
図２は、本発明による保育器３０の一実施例を示す。保育器３０は、とりわけ、本発明による繊維製品で少なくとも部分的に覆われる又は当該繊維製品から作成されるマットレス３１（及び例えば寝具等）を有する。例えば、マットレス３１は、ここに開示される繊維から作成されたマットレスカバーにより覆われてもよく、又はマットレス３１の外層が、このような繊維から作成されてもよい。これは、ＮＩＲ範囲における乳児３３の皮膚３２とマットレス３１との間の良好なコントラストが達成されることができることを提供する。
【００３０】
一般に、本発明によると、ＮＩＲ吸収色素を含む繊維から作成される又は当該繊維を有する繊維製品は、人間被験者をサポートする及び／又は部分的に覆うために使用されるべきである。
【００３１】
これにより、前記ＮＩＲ吸収色素及び／又は前記繊維は、人間の皮膚のＮＩＲ放射線の吸収スペクトルとは大幅に異なるＮＩＲ放射線の吸収スペクトルを持ちうる。前記ＮＩＲ放射線の吸収は、人間の皮膚のＮＩＲ吸収より高く、特に少なくとも５０％、特に少なくとも７５％又は少なくとも９０％であってもよい。代わりに、前記ＮＩＲ放射線の吸収は、人間の皮膚のＮＩＲ吸収より低く、特に３５％以下又は１０％以下の吸収であってもよい。
【００３２】
他の実施例において、前記繊維製品は、前記繊維が人間の皮膚のＮＩＲ放射線の反射スペクトルとは大幅に異なるＮＩＲ放射線の反射スペクトルを持つように構成されてもよい。前記ＮＩＲ放射線の反射は、人間の皮膚の反射より低く、特に５０％より低く、特に２５％より低く、又は１０％より低くてもよい。代わりに、前記ＮＩＲ放射線の反射は、人間の皮膚の反射より高く、特に６５％より高く又は８０％より高くてもよい。
【００３３】
前記ＮＩＲ吸収色素及び／又は前記繊維の吸収及び反射に関するこれらの異なる特性は、６５０−１１００ｎｍ、特に６２０−１２００ｎｍの波長範囲内の１（以上）の波長又は波長間隔において特に関心がある。
【００３４】
この文脈において、暗い有色素皮膚が、ＮＩＲ波長範囲であっても、極めて低い反射を持つことができることに注意すべきである。血液／メラニンが、主要な色素である場合、ＮＩＲ波長範囲内の反射は、かなり平坦になる傾向にあるが、明るい皮膚において、水が、前記反射にシグネチャを加えることができ、前記反射を１００ｎｍに向けて低下させることができる。水は、より大きな波長に対する反射をも押し下げることができ、前記ＮＩＲ吸収色素は、実際に、減少する吸収を特色としてもよい。したがって、異なる繊維製品は、前記被験者が明るい皮膚を持つか又は暗い皮膚を持つかに依存して実際の応用において実際に使用されてもよい。
【００３５】
図３は、本発明によるシステム４０の一実施例の概略図を示す。基本的な実施例において、システム４０は、人間被験者の皮膚検出に対して構成されてもよい。より複雑な実施例において、前記システムは、遠隔ＰＰＧを使用するバイタルサイン検出及び／又はモニタリングに対して使用されてもよい。
【００３６】
基本的な実施例において、システム４０は、人間被験者の少なくとも一部を含むシーンからＮＩＲ光を検出する１以上の色チャネル（少なくとも１つのＮＩＲ内の色チャネル）を持つ検出ユニット４１、例えばカメラ又は光検出器を有する。システム４０は、１以上の関心領域から検出された光の強度及び／又は色に基づいて前記シーンのそれぞれの関心領域を生物の皮膚領域として又は非皮膚領域として分類する分類器４２を更に有する。分類器４２は、例えば前記検出されたＮＩＲ光、すなわち検出ユニット４１の出力（例えば電子検出信号）を処理するプロセッサ又はコンピュータであってもよい。本発明による繊維製品４３（ここでは枕の枕カバー）は、患者寝台に横たわる人間被験者４４をサポートする及び／又は部分的に覆うのに使用される。この典型的な実施例において、繊維製品４３は、枕カバーであるが、例えば寝具、シーツ、ブランケット、衣類、パジャマ及び／又は下着であってもよく、所望の関心領域内の（ここでは前記被験者の顔の）皮膚４５とその環境、例えば周囲の繊維製品との間の十分に大きなコントラストが存在することを保証するのに使用される。
【００３７】
システム４０は、被験者４４の画像フレームの時間シーケンスを含む画像データから前記被験者のバイタルサイン（例えば心拍、呼吸数、ＳｐＯ２等）の検出及び／又はモニタリングに対して使用されうる。被験者４４は、本例において、病院又は他のヘルスケア施設内の患者であってもよいが、例えば保育器内に横たわる新生児又は早産児、又はスポーツを行っているアスリートのような、家庭若しくは異なる環境における人であってもよい。
【００３８】
検出ユニット４１は、前記シーンの画像データ（ＲＧＢ画像とも称され、赤外（及び好ましくは可視）光の波長範囲の画像として理解されるべきである）を取得する、特に好ましくはＰＰＧ信号が得られることができる被験者４４の皮膚領域４５を含む、経時的な被験者４４の画像フレームのシーケンスを取得するカメラ（検出ユニット又はカメラベースの又は遠隔ＰＰＧセンサとも称される）を含んでもよい。応用例において、皮膚領域４５は、好ましくは頬又は額のような顔の領域であるが、手又は腕のような可視の皮膚表面を持つ身体の他の部分であってもよい。
【００３９】
本実施例において検出ユニット４１により獲得された前記画像フレームは、特に例えば（デジタル）カメラにおいて、アナログ又はデジタル光センサを用いて獲得されたビデオシーケンスに対応してもよい。このようなカメラは、通常、特定のスペクトル範囲（歌詞、ｎＩＲ）において動作してもよい、又は特にＰＰＧ信号の抽出を可能にする、異なるスペクトル範囲に対する情報を提供してもよい、ＣＭＯＳ又はＣＣＤのような、光センサを含む。前記カメラは、アナログ又はデジタル信号を提供しうる。前記画像フレームは、関連付けられた画素値を持つ複数の画像画素を含む。特に、前記画像フレームは、光センサの異なる光感知素子で獲得された光強度値を表す画素を含む。これらの光感知素子は、（特定の色を表す）特定のスペクトル範囲において感知してもよい。前記画像フレームは、人の皮膚部分を表す少なくともいくつかの画像画素を含む。これにより、画像画素は、光検出器の１つの光感知素子及びその（アナログ又はデジタル）出力に対応してもよく、又は複数の前記光感知素子の組み合わせに基づいて（例えばビニングにより）決定されてもよい。
【００４０】
検出ユニット４１としてカメラを使用する場合、システム４０は、更にオプションとして、例えば所定の波長範囲又は複数の範囲（例えば赤外並びに、オプションの赤及び／又は緑の波長範囲）における光で前記患者の顔（例えば頬又は額の一部）の皮膚のような、関心領域を照らす／照射する、ランプ又はＬＥＤのような照射ユニット４６（照射源又は光源又は電磁放射体とも称される）を有する。前記照射に応答して前記関心領域から反射された光は、前記カメラにより検出される。他の実施例において、専用の光源は提供されないが、環境光が、被験者４４の照射に対して使用される。前記反射光から、所望の波長範囲の光（例えば赤外光、又は少なくとも２つの波長チャネルをカバーする十分に大きな波長範囲の光）のみが、検出及び／又は評価されてもよい。
【００４１】
装置４７、例えば分類器４２を含むプロセッサ又はコンピュータは、更に、前記決定された情報を表示する及び／又は装置４７、カメラ４１、照射ユニット４６の設定及び／又はシステム４０の他のパラメータを変更するようにインタフェースを医療関係者に提供するインタフェース４８に接続されてもよい。このようなインタフェース４８は、異なるディスプレイ、ぼたん、タッチスクリーン、キーボード又は他の人間機械インタフェース手段を有してもよい。
【００４２】
図３に示されるシステム４０は、例えば、病院、ヘルスケア施設又は高齢者ケア施設等に配置されてもよい。患者のモニタリングから離れて、本発明は、新生児モニタリング、一般的な監視応用、セキュリティモニタリング又はフィットネス機器、ウェアラブル、スマートフォンのような携帯装置等のような、いわゆるライフスタイル環境のような他の分野に応用されてもよい。装置４７、カメラ４１及びインタフェース４８の間の一又は二方向通信は、無線又は有線通信インタフェースを介して機能してもよい。本発明の他の実施例は、スタンドアロンで提供されないが、カメラ４１又はインタフェース４８に一体化された装置４７を含んでもよい。
【００４３】
他の実施例において、パターン化されて加えられた（スプレーされた、織り込まれた等）ＮＩＲ吸収色素を持つ繊維が、製造される。人工（すなわち非皮膚）として比較的容易に認識されることができる前記繊維上のＮＩＲ色素のドット、ライン又は任意のパターン化された適用は、繊維から皮膚を区別するのに役立つように使用されてもよい。パターン例は、図４に示され、図４Ａは、ドットパターンを示し、図４Ｂは、第１のラインパターンを示し、図４Ｃは、グリッドパターンを示し、図４Ｄは、第２のラインパターンを示し、図４Ｅは、第３のラインパターンを示す。ドットパターン及びラインパターンは、人間の皮膚との類似性を見つけうるが、これは、グリッド様パターンに対して非常に可能性が低い。
【００４４】
他の実施例において、既存の繊維を改良するために、ＮＩＲ吸収体処理糸が、例えば規則的な距離において、好ましくは同様の空間周波数及びアライメントを提供することができる毛との起こりうる類似性を避けるようにグリッドのように、これらの繊維に縫い込まれてもよい。
【００４５】
評価のために、前記検出ユニットにより取得された画像のＦＦＴ変換が、生成されてもよい。ＦＦＴ画像は、規則性が異なるピークとして現れるので、ＮＩＲ処理繊維から皮膚を区別するのに、より良いコントラストを提供しうる。したがって、明るさ又は周期的パターンに基づくアルゴリズムが、十分なコントラストを提供しない場合、フーリエ変換画像は、おそらく皮膚領域よりＮＩＲ／パターン処理繊維において大幅に高い、これらの画像におけるピークコントラストを分析するのに使用されてもよい。
【００４６】
ＮＩＲ吸収体のパターンの使用により、前記色素の吸収特性は、必ずしも非処理繊維部分のものと大幅に異なることを必要としない。小さなコントラストのパターンは、全体的なより暗い一様な繊維と比較して比較的容易に検出される。（例えば前記ＮＩＲパターンの訓練されたフィーチャ／パターン検出を使用する）単純なアルゴリズムが、ＮＩＲ色素のパターンを検出しえない場合、空間領域における前記画像の局所フーリエ変換は、（既知の）空間周波数における規則的なパターンの場合に明らかなピークを特徴づける。見つけられた空間周波数は、前記繊維が前記カメラにより斜めに「見られる」場合にわずかに小さいかもしれない。それにもかかわらず、ＦＦＴを使用する局所調査は、加えられたＮＩＲ色素の「既知の」空間周波数と一致するピークの分布を提供する。
【００４７】
毛を持つ皮膚が（空間領域におけるＦＦＴ後に）このようなピークを特徴づける、可能性の低い場合、前記パターンは、典型的には１つの主要な方向にアラインされる皮膚上の毛との類似性を壊すように２つの方向において加えられてもよい。これは、同じコントラストを達成するのにより少ないＮＩＲ吸収色素を必要とする意味で追加の利点をも提供する。更に、１より多い方向における周期性が加えられる場合、繊維の折り曲げが、依然として著しい周期性（及び皮膚とのコントラスト）を示すことが、証明されている。
【００４８】
したがって、要約すると、本発明によると、ＮＩＲにおける人間の皮膚の吸収とは十分に異なるＮＩＲにおける吸収、又は少なくとも人間被験者の皮膚のものから区別することを容易にする吸収スペクトルを持つ、例えば保育器（又は他の応用例においてベッド）の前記繊維（寝具／マットレス）における色素／染料が、提案される。
【００４９】
本発明は、患者モニタリングにおける心拍、呼吸数及びＳｐＯ２のカメラベースの測定に対して適用されうる。カメラを用いる非接触モニタリングは、ＮＩＣＵにおける非常に敏感な皮膚を持つ未熟児に高度に関連すると推定される。
【００５０】
本発明は、図面及び先行する記載において詳細に図示及び記載されているが、このような図示及び記載は、限定的ではなく、説明用又は典型的であると見なされるべきであり、本発明は、開示された実施例に限定されない。開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、請求された発明を実施する当業者により理解及び達成されることができる。
【００５１】
請求項において、単語「有する」は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は、複数を除外しない。単一の要素又は他のユニットが、請求項に記載された複数のアイテムの機能を満たしてもよい。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。
【００５２】
請求項内のいかなる参照符号も、範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【国際調査報告】
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